網易視頻雲技術之視頻預先處理技術

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視頻編碼技術是網易視頻雲技術中重要的一環，這裡提供大家學習，歡迎大家與網易視頻雲進行技術交流討論。

一、    概述

視頻編碼包括分離、解碼、編碼、合成四部分，在分離與解碼、合成部分可以認為是一種無損操作，而通常採用的編碼如H264、MPEG-4等（無損壓縮除外）是一種有損壓縮。

為了提高視頻編碼後的品質，我們嘗試在Encoder的資料輸入之前增加一種預先處理，用來彌補在編碼過程中的亮度和色度的損失。從而提高視頻的清晰度。

二、    預先處理方法

通過改變視頻的亮度、對比、飽和度（色度）來進行銳利化，使其邊緣的過度產生較大的改變，從而增加視頻的清晰度。銳利化會產生雜訊，因此增加去噪濾鏡。目前只是通過調整亮度和對比來增加邊緣的銳利化，飽和度並未進行調整。因為飽和度的調整會引入一些新的問題，比如產生色塊，色彩的失真。

2.1 ffmpeg的預先處理：增加亮度

ffmpeg -i E:\music\1\1.mov -vcodec libx264 -profile baseline -level 3.1  -preset slow -b 2400k -maxrate 6000k -bufsize 9000k -vf "scale=-1:720,unsharp=luma_msize_x=7:luma_msize_y=7:luma_amount=1.5"  -threads 12 -nr 6 -an -y -f mp4 E:\music\1\out_2400k_sharpen.mp4

2.2 avs的預先處理

avs通過增加銳利化濾鏡，調整飽和度和對比進行編碼前的預先處理。

DirectShowSource("E:\music\1\1.mov").LanczosResize(1280,720).sharpen(0.2)

2.3 mencoder的預先處理：增加亮度和對比

mencoder.exe  -sws 9  -oac mp3lame  -vf scale=1280:720,unsharp=l7x7:1.5,eq=1:15  -ovc x264 -ffourcc H264 -x264encopts  bitrate=2400:turbo=2:frameref=6:me=umh:me_range=16  E:\music\1\1.mov  -o E:\music\1\mencoder_out_1_4.avi

三、    效果對比

畫面擺放順序依次為片源、ffmpeg編碼、mencoder編碼

3.1 對比圖1

ffmpeg與mencoder預先處理之後與片源相比，邊緣更加銳利。

3.2 對比圖2

mencoder增加對比後的圖片色彩更加飽滿，更接近於片源。

3.2 對比圖3

mencoder增加對比之後比ffmpeg的細節更加突出。畫面更加清晰。

四、    結論

1)：通過對YUV資料進行預先處理，在相同碼率下能夠增加視頻的清晰度，提高視頻品質。但是同樣會造成編碼速度的下降,大約降低30%左右。

2)：通過對三種工具的對比， mencoder預先處理後的編碼品質相較於ffmpeg要高，色彩損失較小，色彩更加飽滿。但是編碼速度比ffmpeg要低將近50%。

3)：針對高清片源，在均衡編碼速度與編碼品質的前提下，建議使用ffmpeg進行銳利化以及去噪。若不在意編碼速度，建議增加mencoder的對比處理。

針對品質不高的片源，不建議使用銳利化處理。

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